散热对于
大功率LED灯器件来说是至关重要的。如果不能将电流产生的热量及时地散出,保持PN结的结温在允许范围内,将无法获得稳定的光输出和维持正常的器件寿命。在常用的散热材料中银的导热率最高,但是银的成本较高,不适宜作通用型散热器。铜的导热率比较接近银,且其成本较银低。铝的导热率虽然低于铜,但其综合成本最低,有利于大规模制造。经过实验对比发现较为合适的做法是:连接芯片部分采用铜基或银基热衬,再将该热衬连接在铝基散热器上,采用阶梯型导热结构,利用铜或银的高导热率将芯片产生的热量高效地传递给铝基散热器,再通过铝基散热器将热量散出(通过风冷或热传导方式散出)。
大功率LED灯做法的优点是:
充分考虑散热器的性价比,将不同特点的散热器结合在一起,做到高效散热并使成本控制合理化。
大功率LED灯应注意的是:
连接铜基热衬与芯片的材料的选择是十分重要的,LED行业常用的芯片连接材料为银胶。但是,经过研究发现,银胶的热阻为10~25W/(m·K),如果采用银胶作为连接材料,就等于人为地在芯片与热衬之间加上一道热阻。另外,银胶固化后的内部基本结构为环氧树脂骨架+银粉填充式导热导电结构,这种结构的热阻极高且TG点较低,对器件的散热与物理特性的稳定极为不利。
解决此问题的做法是:
以锡片焊作为晶粒与热衬之间的连接材料[锡的导热系数为67W/(m·K)],可以获得较为理想的导热效果(热阻约为16℃/W)。锡的导热效果与物理特性远优于银胶。